半导体产业发展前景分析
硅衬底占据主要市场,第三代半导体有望掀起底层材料端革命。第三代半导体材料为氮化镓GaN、碳化硅SiC、氧化锌ZnO、金刚石C等,其中氮化镓GaN、碳化硅SiC为主要代表。在禁带宽度、介电常数、导热率及最高工作温度等方面氮化镓GaN、碳化硅SiC性能更为出色,在5G通信、新能源汽车、光伏等领域头部企业逐步使用第三代半导体。虽然硅(Si)是目前技术最成熟、使用范围最广、市场占比最大的衬底材料,但近年来硅材料的潜力已经开发殆尽,在高压、高频、高温领域以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体衬底材料市场有望迎来快速发展机遇,待成本下降有望实现全面替代。
发展前景:千亿市场,第三代半导体渗透率逐年提升
我国第三代半导体整体产值超7100亿元,2023年第三代半导体材料渗透率有望接近5%。从整体产值规模来看,根据CASA数据,我国第三代半导体整体产值超过7100亿。其中,半导体照明整体产值预计7013亿元,受新冠疫情影响较2019年下降7.1%;SiC、GaN电力电子产值规模达44.7亿元,同比增长54%;GaN微波射频产值达到60.8亿元,同比增长80.3%。从渗透率角度来看,根据Yole数据显示,Si仍是半导体材料主流,占比95%。第三代半导体渗透率逐年上升,SiC渗透率在2023年有望达到3.75%,GaN渗透率在2023年达到1.0%,第三代半导体渗透率总计4.75%。
重点公司布局:SiC、GaN基本均已实现全覆盖,大部分企业处于研发阶段
衬底→外延→器件→设备各领域全布局,中国第三代半导体将迎来历史性发展机遇。SiC领域:目前,国内布局SiC的上市公司从产业链角度可以分为5类:1)专注衬底材料,如天岳先进和天科合达(中止IPO);2)器件端IDM布局,如华润微、斯达半导、闻泰科技等;3)从材料到器件一体化布局,如三安光电;4)芯片设计厂商,如新洁能;5)其他:露笑科技布局设备+材料,中微公司布局外延设备。GaN领域:包括GaN衬底制造商苏州纳维、东莞中镓;外延制造商晶湛半导体、江苏能华;设计企业安谱隆、海思半导体;制造企业三安集成、海威华芯等。此外,新进入厂商不只有传统功率半导体厂商,更多的是做射频器件出身或者有军工背景的企业进入GaN领域,如主营军工电子的亚光科技,主营TR组件及射频模组的国博电子。
SiC和GaN产业链会有一些优质的新公司进入,但原来的传统功率器件、射频器件、LED芯片公司也都会是三代半导体产业链的重要玩家,并充分受益于这一波十年以上的产业趋势。
SiC产业链建议关注:
1)国内IGBT龙头顺势切入SIC领域,关注斯达半导、时代电气和未上市的比亚迪半导体;
2)传统功率器件往SiC器件升级切入,包括闻泰科技,华润微、捷捷微电、扬杰科技、新洁能;以及较纯正SiC器件厂商泰科天润等;
3)布局SiC设备和材料的露笑科技,第三代半导体SIC/GaN全布局的三安光电;
4)SiC衬底领域的天岳先进。
GaN产业链建议关注:
1)传统功率器件往GaN器件升级切入,包括闻泰科技,士兰微、新洁能,芯导科技;
2)军工电子和射频领域具备技术积累和客户储备的公司,如亚光科技、海特高新,还有拟上市的的国博电子。
3)布局SIC设备和材料的露笑科技,第三代半导SiC/GaN全布局的三安光电。
随着第三代半导体材料的成本因生产技术的不断提升而下降,其应用市场也将迎来爆发式增长,给半导体行业带来新的发展机遇。展望2022年,我们认为随着新冠疫情对全球经济的不利影响逐渐减弱及新建产能逐步释放,半导体产业链的供给紧张情况或将得到局部缓解。
一、半导体行业发展前景
半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明应用、大功率电源转换等领域应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。
中国由于疫情控制较好,2020年中国GDP实现了2.3%的增长,首次突破100万亿,达到了101.6万亿,2021年,GDP达到了114.37万亿元,在中国经济增长的带动下,中国集成电路产业继续保持快速增长态势。据统计,2020年中国集成电路产业销售额为8848亿元,同比增长17%。其中,设计业销售额为3778.4亿元,同比增长23.3%;制造业销售额为2560.1亿元,同比增长19.1%;封装测试业销售额2509.5亿元,同比增长6.8%。2021年1—9月中国集成电路产业销售额为6858.6亿元,同比增长16.1%。其中,设计业同比增长18.1%,销售额3111亿元;制造业同比增长21.5%,销售额为1898.1亿元;封装测试业同比增长8.1%,销售额1849.5亿元。
2021年两会发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,提出需要集中优势资源攻关多领域关键核心技术,其中集成电路领域包括集成电路设计工具开发、重点装备和高纯靶材开发,集成电路先进工艺和绝缘栅双极晶体管(IGBT)、微机电系统(MEMS)等特色工艺突破,先进存储技术升级,碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。
目前中国集成电路产业布局主要集中在以北京为核心的京津冀地区、以上海为核心的长三角、以深圳为核心的珠三角及以四川、重庆、陕西、湖北、湖南、安徽等为核心的中西部地区。
二、半导体行业发展趋势
2021年是半导体总量和结构性升级共振的一年,预计2022年需求结构会出现一定程度的分化,PC、TV等受益于疫情的消费电子将回归疫情前的正常水平,而服务器、汽车、工业、新能源相关的下游仍然强劲。
半导体紧缺的态势将有所缓解,尤其是消费类相关的品类,对于需求与汽车、工业和新能源相关,同时产能增长较少的模拟、功率(尤其是IGBT)、MCU等,或仍将呈现紧缺态势。因此,预计2022年半导体市场仍有增长,但相对于2021年增速趋缓。
半导体市场在居家办公学习、远程会议等需求驱动下,逆势增长,在需求旺盛的驱动下,全球半导体市场保持高速增长态势,2021年半导体行业的市场规模达到12829亿元,同比增长15.97%。
科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂,而芯片就是科技的皇冠明珠、重中之重。科技越发达,芯片就越重要,正因如此,芯片产业早已成为各国竞相角逐的“国之重器”,甚至逐渐成了国家竞争的抓手,随着以智能手机、平板电脑为代表的新兴消费电子市场的快速发展,以及汽车电子、工业控制、物联网等科技产业的兴起,强力带动了整个半导体行业规模迅速增长。
2021年11月紫光国微、法拉电子等16家企业股票为全流通股,股价相对稳定,此外还有超声电子、通富微电等35家企业流通市值占比高于90%,流动性相对较好,中芯国际、晶丰明源等26家企业流通市值占比不足30%,其中复旦微电、盛美上海、格科微3家企业流通市值占比不足10%,其总市值均高于400亿元,总市值排名均在前30。
从动态市盈率看,2021年11月半导体及元件行业128家企业中有30家上市企业动态市盈率高于100,占比23.44%,其中10家企业动态市盈率高于200,动态市盈率最高的沪硅产业-U更是达到了547.7,在全球半导体短缺的情况下,不排除存在一定的投机性泡沫。
随着中国经济的发展和现代化、信息化的建设,我国已成为带动全球半导体市场增长的主要动力,多年来市场需求保持快速增长。
当前中国集成电路市场规模不断扩大,且在设计和封装测试领域出现了具有一定国际领先地位的设计与封装测试厂商,但是我国集成电路行业整体技术水平与发达国家尤其是美国有着较为明显的差距,我国很大一部分集成电路需要进行进口,贸易逆差巨大。
近年来国内不断出台政策,以促进我国半导体行业落后局面的改善,2018年4月以来,中兴、华为等被美国商务部列入实体名单,更加引发了社会对我国半导体行业的关注。《中国制造2025》将集成电路的发展上升为国家战略,2014年6月公布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,半导体产业及相关材料将在我国将受到充分的政策优惠。中国未来的半导体行业将有着良好的政策支持。
科技将继续渗透到消费者、企业和工业设备,从电池到汽车的方方面面,相关企业负责人指出,有几类芯片具有增长潜力,以支持需求。他们特别强调了传感器/微电子机械系统(MEMS)、模拟/射频(RF)/混合信号以及微处理器(包括图形处理单元(GPU)、微控制器(MCU)和内存保护单元(MPU))最有潜力。
随着近年来5G、汽车、AI、物联网等新兴技术的推进,半导体行业的增长还是指数级的。20年前,中国只有不到100家芯片企业,而今已经发展到近1700家,发展迅猛。2021年的短缺让全世界都认识到芯片是整个电子行业的引擎,2022年,这场全球半导体竞争只会越加激烈,以满足客户不断增长的需求。
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